Добірка наукової літератури з теми "Ортогональне частотне мультиплексування"

Розглянуто технологію сумісного застосування багатоантенних систем MIMO та ортогонального частотного розподілу каналів з мультиплексуванням OFDM для сучасних систем безпроводового звʼязку. Показано ключові варіанти використання MIMO. Проаналізовано переваги та недоліки методу просторової модуляції сигналів (Spatial Modulation, SM). Запропоновано метод мультиплексної просторової модуляції з OFDM для релеївського каналу з частотною селективністю. Проведено порівняльну оцінку спектрально-енергетичної ефективності запропонованого методу, а також класичних методів просторового мультиплексування та SM. Вказано обмеження, при яких метод дає енергетичний виграш та виграш за показником спектральної ефективності. Отриманий результат може бути ефективно використаний у системах безпроводового звʼязку нового покоління з обмеженими частотно-енергетичними ресурсами.

The subject of the research is the processes of formation and processing of signals with orthogonal frequency divisionand multiplexing (OFDM) of chaotic sequences to ensure the stealthiness of data transmission. The research synthesizes the method for increasing the stealthiness of information transmission systems based on signals with OFDM-modulation on the basis of forming an analytical signal and chaotic mapping of Chebyshev polynomial. It would enable ensuring reliable information protection in radio transmission systems that use signals with OFDM-modulation, at the cost of the high level of structural and independent and Identically distributed (IID) (the degree of signal masking under noise) stealthiness of the signals. The tasks are to investigate the effectiveness of the developed method for increasing the stealthiness of information transmission systems by numerical assessment of the level of structural and IID-stealthiness and the quality of recovery of the masked information on the receiving side. The methods used are for the formation and processing of chaotic subcarriers in the signal with OFDM-modulation – methods of nonlinear dynamics, approaches to the formation of analytical chaotic signal and methods of the statistical theory of observation processing; to assess the level of structural and IID-stealthiness – steganography theory, a method of nonlinear time series analysis based on the use of BDS-statistics. The following results are obtained: the method for increasing the stealthiness of information transmission systems based on the use of signals with OFDM-modulation and chaotic subcarriers has been synthesized, has also evaluated the level of structural and IID-stealthiness of signals, that generated using the proposed method. It is established that compared with systems that use harmonic signals with OFDM-modulation, chaotic signals with OFDM-modulation can provide a higher level of IID-stealthiness. It was confirmed by the obtained results of visual, frequency, statistical and dynamic analysis. To assess the level of structural stealthiness, the expenditure of detecting the generated signals with a given probability has been estimated. The obtained results showed that the level of structural stealthiness increased by 2…2.5 times. It has shown that to ensure the required level of recovery of the generated signal, the signal-to-noise ratio at the input of the receiver must be greater than 4 dB. Conclusions. The scientific novelty of the obtained results lies in the following: for the first time, the method of subcarrier formation for signals with OFDM-modulation based on the use of analytical signal and Chebyshev polynomial of the first kind of tertiary is obtained. The proposed method provides the required level of structural and IID-stealthiness of information transmission systems, compared with conventional methods of signal generation with OFDM-modulation, due to the similarity of the generated signals with “white” noise.

Однією з важливих характеристик систем і засобів радіозв’язку, які функціонують в умовах радіоелектронного подавлення, є інформаційна стійкість, що є здатністю систем і засобів радіозв’язку протистояти дії засобам радіотехнічної боротьби. Одним з напрямків підвищення завадозахищеності та скритності засобів радіозв’язку (ЗРЗ) є зміна режимів роботи та параметрів сигналу в ході ведення сеансу радіозв’язку. Проведений автором статті аналіз відомих наукових джерел показав те, що вони орієнтовані на позиційні сигнально-кодові конструкції, які мають відому структуру та, відповідно, низьку розвідзахищеність. Тому пропонується використання непозиційних сигналів, зокрема таймерні сигнально-кодові конструкції. Автором статті проведено розробку методики вибору режимів роботи перспективних програмованих радіостанцій в умовах впливу навмисних завад на основі таймерних сигнальних конструкцій. В ході дослідження використані основні положення теорії зв’язку, теорії радіоелектронної боротьби, теорії сигналів та загальнонаукові методи аналізу та синтезу. Розроблено методику вибору режимів роботи перспективних програмованих радіостанцій в умовах впливу навмисних завад, сутність якої полягає у виборі виду технології формування сигнально-кодових конструкцій, режиму роботи та параметрів програмованих засобів радіозв’язку в залежності від сигнально-завадової обстановки. Основними режимами роботи є технології псевдовипадкової перестройки робочої частоти на основі таймерних сигнальних конструкцій та частотного мультиплексування з ортогональним кодовим розділенням на основі таймерних сигнальних конструкцій. Зазначена методика підвищує ефективність засобів радіозв’язку при дії навмисних завад та частотно-селективних завмирань за рахунок зміни режимів роботи засобів радіозв’язку із застосуванням адаптивних алгоритмів формування і обробки сигналів. В методиці, у порівнянні з запропонованими раніше, реалізовано декілька режимів роботи та здійснюється вибір раціональних значень параметрів сигналу для кожного з режимів роботи засобів радіозв’язку. Враховуючи зазначене, напрямком подальших досліджень слід вважати розробку науково-методичного апарату щодо використання таймерних сигнальних конструкцій в перспективних засобах зв’язку та підвищення їх завадозахищеності.

1. Rohling H. (2011). OFDM Concepts of Future Communication Systems. Springer. doi: 10.1007/978-3-642-17496-42. 2. Chiueh Tzi-Dar. Baseband Receiver Design for Wireless MIMO-OFDM Communications / Tzi-Dar Chiueh, Pei-Yun Tsai, I-Wei Lai 2nd ed. John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd., 2012. 3. Myronchuk, O., Shpylka, O., & Zhuk, S. (2020). Two-stage Channel Frequency Response Estimation in OFDM Systems. Path of Science, 6(2), 1001-1007. doi: http://dx.doi.org/10.22178/pos.55-1 4. Myronchuk O. Algorithm Of Channel Frequency Response Estimation In Orthogonal Frequency Division Multiplexing Systems Based On Kalman Filter / O. Myronchuk, O. Shpylka, S. Zhuk // 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2020, pp. 31-34, doi: 10.1109/TCSET49122.2020.235385. 5. Мирончук А. Ю. Метод оценивания частотной характеристики канала в OFDM системах на основе фильтрации и экстраполяции пилот-сигналов / А.Ю. Мирончук, А.А. Шпилька, С.Я. Жук // Вестник НТУУ "КПИ". Серия Радиотехника. Радиоаппаратостроение. – 2019. №78. – С. 36 42. doi: 10.20535/RADAP.2019.78.36-42. 6. Шпилька, А. А., & Жук, С. Я. (2010). Совместная интерполяция данных и фильтрация параметров многолучевого канала связи. Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 53(1), 26–30. https://doi.org/10.20535/S0021347010010048 7. Shpylka, A.A., Zhuk, S.Y. Decoding of convolutional codes on a sliding window during signal propagation in a multipath communications channel. Radioelectron.Commun.Syst. 53, 497–501 (2010). https://doi.org/10.3103/S0735272710090086 8. Myronchuk O. Yu. Two-Stage Method for Joint Estimation of Information Symbols and Channel Frequency Response in OFDM Communication Systems / O. Yu. Myronchuk, A. A. Shpylka, S. Ya. Zhuk // Radioelectronics and Communications Systems. – 2020. Vol. 63. – No. 8, pp. 418 429. doi: 10.3103/S073527272008004X 9.Луцький М.Г., Корченко О.Г., Горніцька Д.А., Ярмошевич І.М. Модель оцінки якості експерта для підвищення об’єктивності експертиз у сфері інформаційної безпеки. Захист інформації. 2011. Том 13. Вип. 2(51). DOI: 10.18372/2410-7840.13.2022
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is widely used in modern digital communication systems such as digital video and audio broadcasting (ISDB-T, DVB-T, DVB-T2, DRM, DAB), wireless broadband networks (IEEE 802.16), local area networks (IEEE 802.11a, g, n), mobile communication systems (LTE, LTE Advanced) and other. The main advantages of OFDM are high spectrum efficiency and possibility to provide high data transmitting speeds.
Мультиплексування з ортогональним частотним поділом (OFDM) широко використовується в сучасних цифрових системах зв'язку, таких як цифрове відео- та аудіомовлення (ISDB-T, DVB-T, DVB-T2, DRM, DAB), бездротових широкосмугових мережах (IEEE 802.16), локальній мережі мережі (IEEE 802.11a, g, n), системи мобільного зв'язку (LTE, LTE Advanced) та інші. Основними перевагами OFDM є висока ефективність спектру та можливість забезпечити високі швидкості передачі даних.

1. Jinwook Go, Kwanghoon Sohn and Chulhee Lee, "Interpolation using neural networks for digital still cameras," in IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol. 46, no. 3, pp. 610-616, Aug. 2000, doi: 10.1109/30.883419. 2. Myronchuk, O., Shpylka, O., & Zhuk, S. (2020). Two-stage Channel Frequency Response Estimation in OFDM Systems. Path of Science, 6(2), 1001-1007. doi: http://dx.doi.org/10.22178/pos.55-1 3. Myronchuk O. Algorithm Of Channel Frequency Response Estimation In Orthogonal Frequency Division Multiplexing Systems Based On Kalman Filter / O. Myronchuk, O. Shpylka, S. Zhuk // 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2020, pp. 31-34, doi: 10.1109/TCSET49122.2020.235385. 4. A. Y. Myronchuk, O. O. Shpylka and S. Y. Zhuk, “Channel frequency response estimation method based on pilot’s filtration and extrapolation”, Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, (78), pp. 36-42, 2019. doi:10.20535/RADAP.2019.78.36-42 5. Myronchuk O. Yu. Two-Stage Method for Joint Estimation of Information Symbols and Channel Frequency Response in OFDM Communication Systems / O. Yu. Myronchuk, A. A. Shpylka, S. Ya. Zhuk // Radioelectronics and Communications Systems. – 2020. Vol. 63. – No. 8, pp. 418 429. doi: 10.3103/S073527272008004X 6. Луцький М.Г., Корченко О.Г., Горніцька Д.А., Ярмошевич І.М. Модель оцінки якості експерта для підвищення об’єктивності експертиз у сфері інформаційної безпеки. Захист інформації. 2011. Том 13. Вип. 2(51). DOI: 10.18372/2410-7840.13.2022
Artificial neural networks (ANN) are fundamental solution for most of nowadays algorithmic and optimization problems. The most frequently encountered artificial neuron models are neurons with multiple inputs and single output, named feedforward neural network (FNN).
Штучні нейронні мережі (ANN) є фундаментальним рішенням для більшості сучасних задач алгоритмізації та оптимізації. Найбільш часто зустрічаються моделі штучних нейронів - це нейрони з кількома входами та єдиним виходом, названі нейронною мережею прямого пересилання (FNN).